1ra Parte Oferta Estudio Hidrologico Carpish

ESTUDIO HIDROLOGICO A NIVEL DE PERFIL DEL PROYECTO: “CONSTRUCCION DE SISTEMA DE RIEGO ACHURAGRA-CHINCHOPAMPA-VERDE POZO, DISTRITO DE CHAGLLA - PACHITEA – HUANUCO”.

ESTUDIO HIDROLÓGICO

PROYECTO “CONSTRUCCION DE SISTEMA DE RIEGO ACHURAGRA-CHINCHOPAMPA-VERDE ACHURAGRA-CHINCHOPA MPA-VERDE POZO, DISTRITO DE CHAGLLA - PACHITEA - HUANUCO”

DISTRITO

:

CHAGLLA

PROVINCIA

:

PACHITEA

DEPARTAMENTO :

HUÁNUCO

ELABORADO POR: Ing. Pe!" C"!"#$ T!%&'((" A)O * ++


ESTUDIO HIDROLÓGICO

PROYECTO: “CONSTRUCCION DE SISTEMA DE RIEGO ACHURAGRA-CHINCHOPAMPA-VERDE ACHURAGRA-CHINCHOPAMPA-VERDE POZO, DISTRITO DE CHAGLLA - PACHITEA - HUANUCO”

DISTRITO

:

CHAGLLA

PROVINCIA

:

PACHITEA

DEPARTAMENTO :

HUÁNUCO

ELABORADO POR: Ing. Pe!" C"!"#$ T!%&'(("

A)O * ++


“CONSTRUCCION DE SISTEMA DE RIEGO ACHURAGRA-CHINCHOPAMPA-VERDE ACHURAGRA-CHINCHOPAMPA-VERDE POZO, DISTRITO DE CHAGLLA - PACHITEA - HUANUCO” -.

GENERALIDADES El presen presente te estudi estudioo demue demuestr straa la dispon disponibi ibilid lidad ad del recurs recursoo hídric hídricoo existente en la zona del área de intervención del proyecto y analiza la demanda ocasionada por los cultivos agrícolas que serán mejorados y/o incorporadas bajo riego, maximizando su utilidad para la producción y optimizando la utilización del recurso hídrico mediante sistemas de riego que se adaptan en la zona. plicando la tecnología, se ha obtenido un adecuado manejo de la relación que que ex exiiste ste entr entree gua gua!" !"ue uelo lo!# !#la lant nta! a!t tmó mós$ s$er era, a, ha sido sido posi posibl blee increm increment entar ar susta sustanci ncialm alment entee la super super$ic $icie ie de culti cultivo, vo, conser conservar var los recursos, así como los rendimientos obtenidos por unidad de super$icie% sin embargo, para alcanzar a solucionar esta problemática es necesario desarrollar adecuadamente los dise&os y manejar en $orma e$iciente los sistemas de riego que en conjunto con otras ramas de la agronomía permitan al agricultor obtener los más altos rendimientos y con la menor inversión posible.

'a distribución de agua se hace en $unción a la demanda de agua ocasionada por los cultivos propuestos en el proyecto, para suministrar el agua de manera necesaria y su$iciente. demás, se dispone de la ventaja que humedece mucho el ambiente, lo que $avorece la transpiración de las plantas.


El problema de los cultivos que gastan mucha agua en áreas peque&as no es muy rentable porque empapan de agua todas las plantas, y muchas de ellas pueden no necesitar tanta cantidad.

El riego por gravedad es el m(todo más utilizado en la selva por ser el tradicional y con in$raestructura artesanal que distribuye el agua por las plantas, desde luego, es el mejor modo de mantener un área cuando (ste tiene reducidas dimensiones. )uando la agricultura es extensiva se debe emplear tecnología desde el inicio del proyecto así poder dimensionar los dise&os de canales de conducción de agua y toda la in$raestructura de obras civiles de acuerdo a la demanda calculada por los di$erentes cultivos * otras especies para un mejor manejo integral dentro de la microcuenca, donde el agua baja poco a poco hasta la parte in$erior, humedeciendo todas las raíces de los cultivos que se encuentra en $unción al tipo de suelo, la temperatura, la precipitación e$ectiva, la humedad relativa y la altitud que se ubica el área de +rrigación.

.. UBICACIN: P"(/0'1$. epartamento -

uánuco.

#rovincia

-

#achitea.

istrito

-

)haglla.

'ocalidades

-

churagra, )hinchopampa y erde #ozo


Ge"g!23'1$. )oordenadas 0eográ$icas 1)aptación2)oordenadas 345677869.78 E :;88;<8.:: " ltitud

-

9877 msnm.

.+. ETAPAS 4UE COMPRENDE EL ESTUDIO

)on el $in de concretar los criterios adecuados para conocer las características hidrológicas del sector, se realizó el estudio en las siguientes etapas-

•

L$ Re1"5'($1'6n e 'n3"!7$1'6n- )omprende la recolección, evaluación y análisis de la documentación existente como cartogra$ía y pluviom(trica en el área del estudio. 'as características principales de una cuenca son- $orma, área, perímetro, pendiente, relieve, altitud, red de drenaje, orientación, a lo que es necesario asociar las características de la microcuenca como son su área, perímetro y su pendiente. )uando se trata de evaluar la cantidad de agua caída sobre una cuenca se tiene que ver la in$luencia de la disposición de los pluviómetros. En nuestro caso no existe una estación #luviom(trica en el área del estudio. onde un pluviómetro da in$ormación precisa de un solo punto, que es aquel en donde esta instalado, y por consiguiente extender la in$ormación de un


solo

pluviómetro

a

las

microcuencas

que

abarcan

aproximadamente =.>>8 ?ilómetros cuadrados con terrenos de altitudes variables, como los tipos de vegetación de altura, temperaturas muy bajas en ciertos meses del a&o, etc., se hizo una extrapolación muy usada sin embargo en nuestro país no se cuenta con una red de pluviómetros, y en los casos que existen estos o$recen diversas $orma de control y están muy dispersos, además debido a los problemas sociales acaecidos en a&os anteriores en algunos casos se han desactivado y en otros tienen in$ormación incompleta, con datos históricos de pocos a&os que no establece la consistencia adecuado de los datos, por tal motivo se han tomados estaciones cercanas con características geomor$ológicos similares. En la zona del proyecto no existen estaciones de control pluviom(trico, donde estas inconveniencias ha sido necesario el uso de datos de la estación, 5olinos @ )haglla promedios mensuales y máximas de <6 horas, por tener las mismas características geomor$ológicos y ser las más cercanas.

•

T!$8$&"9 e C$75"- )onsiste en un recorrido del camino para su evaluación y observación de las características, relieve y aspectos hidrológicos de las quebradas así como la identi$icación de la microcuenca y los riachuelo existente como su comportamiento del volumen en las di$erentes (pocas del a&o.

•

$9e e G$8'ne0eEn la $ase de gabinete se cumplirán los objetivos contemplados-


OB;ETIVOS: -

emarcación de las microcuencas respectivas para el cálculo de su área y perímetro para luego tomar en cuenta su escurrimiento de las aguas provenientes de precipitaciones pluviales de las partes altas, y con la $inalidad de conocer los parámetros $isiográ$icos, para su desarrollo del estudio hidrológico.

-

#rocesamiento, análisis, determinación de los parámetros hidrológicos, para su dise&o y cálculo del caudal super$icial en el punto de captación.

-

eterminación de las intensidades de lluvia dentro del área de estudio, luego los caudales máximos con la $inalidad de tener en cuenta su dise&o en las estructuras de riego que se plantearía los caudales mínimos para conducir el recurso hídrico y satis$acer las áreas de cultivo propuesto.

-

eterminación y generación de precipitaciones máximas, mínimas y e$ectivas mediante m(todos empíricos mas apropiados para la zona.

-

eterminación y 0eneración de escargas máximas, mínimas para di$erentes períodos de retorno en las microcuencas que componen el área en estudio, con máximas descargas en (poca de invierno y cargas mínimas en (pocas de verano.

'as in$ormaciones que se ha utilizado son$. P(%#'"7<0!'1$ 'a escorrentía existente producida en el área de estudio donde proviene exclusivamente de las precipitaciones pluviales caídas


en la zona, especialmente de las partes altas de las 5icrocuencas que son tomadas en relación a su similitud de las características $isiográ$icas, datos climatológicos y otras variables in$luyentes dentro de la similitud de precipitación como son'as estaciones pluviom(tricas, localizadas en la zona de estudio o cercanas a ellas, para poder tener una mayor consistencia en los datos tomados que se anotan a continuación. CUADRO N=  E90$1'6n P(%#'"7<0!'1$ 5olinos

U8'1$1'6n L$0'0% S%! L"ng'0% Oe90e >=+?@

?= ++@ 

P!"#'n1'$ P$n$"

A(0'0% 7.9.n.7. +

Auente- "EB5+.

b. idrometría 'as áreas del punto de escurrimiento de la 5icrocuenca de )aptación, para el estudio indicado se encuentran a la altitud promedio de 9877 msnm. esde donde escurrirán agua de gran utilidad para la conducción, proveniente de la microcuencas para ello se ha generado las precipitaciones totales y e$ectivas en el punto dentro de la microcuenca, así mismo el escurrimiento producido en dichos drenes donde se


provechará las aguas provenientes del área respectiva, para poder irrigar las tierras consideradas en el proyecto para la jurisdicción del distrito de )haglla.

+.

PRECIPITACION. "e cuenta con valores de precipitación total mensual, registradas en la Estación 5olinos con periodo de registro de 8: a&os.

'os registros de la precipitación mensual se muestran en el cuadro BC 78 y cuadro BD 7< del anexo de la metodología seguido para la obtención de los parámetros hidrológicos, a partir de la cuál se tabularon y se calcularon los parámetros requeridos para su disponibilidad de agua escurrida para las microcuencas y un resumen de sus valores característicos que se presentan a continuación, en donde se puede observar que el valor 5áximo anual es de <<<.7 mm. CUADRO N= + VARIACIN DE LA LLUVIA EN LA ESTACIN MOLINOS Me9

Ene.

e8.

M2F.

753. 79 59.# 

636.7 4

73.6 4!3.9 !4." !"9." !43.# !.# 5#.7 445.6 37#.! 537.7 5 ! 3 9 6 5  7 4 !

56.!5

6!.65 !6.6

#.##

7.75

3.##

!7".5 4

!57.#6

!56.9 !

"7.#

5.55

34."5

!."4

4.56

57.4!

"!.64

"3.!

"5."9

7.49

"!.6

43.7#

#.#5

!.!9

!5.37

".97

".!6

4".75

3".!6

M/n P!"7. D. E90.

M$!.

A8!.

M$.

;%n.

;%(.

Ag".

Se0.

O10.

N"#.

D'1.

T"0. 3,"44. "4

3#.#! 46.5 55.4# 4#.# 5!.7 9##.35 !!.4 # 7.!

"in embargo es necesario determinar y gene!$! $0"9 e 5!e1'5'0$1'6n en 'a 5icrocuenca de )aptación, teniendo presente la altitud en que se encuentran la estación de 5olinos y la altitud promedio de la microcuenca utilizando la metodología empírica apropiada mas ajustable en la región ,

!,#9.9 # 35!.54


contando (stos datos se tabularon la precipitación e$ectiva mensual en la zona cuyo dichos resultados mostrados en los cuadros sirvieron para los cálculos de la escorrentía promedio mensual, cuyas descargas en láminas de agua se muestran en el cuadro Bo 7: del anexo, de la cuál podemos analizar lo siguiente- que en los meses de enero a marzo se tiene un mayor caudal laminar como se muestra. CUADRO N=  Me9

Ene.

e8.

M2F.

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!!.4 # 7.!

'os cursos de agua que escurren en la zona de estudio corresponden a la 5icrocuenca de )aptación del canal, con un área de =.>>8 Fm < y con un perímetro de 8>.7<; Fm cuyo recurso hídrico provendrá del escurrimiento del área respectiva y los a$luentes como los peque&os riachuelo que llegan a los ríos con un r(gimen permanente en algunas de ellas, cuya isponibilidad de agua de acuerdo al estudio idrológico con una persistencia del =>G de probabilidades es de 899.9< lts/seg.en el mes de agosto.

HIDRALICAS.

DE

CAUDAL

DE

3,"44. "4

3#.#! 46.5 55.4# 4#.# 5!.7 9##.35

EVALUACION DE LA MICROCUENCA

9.8. CALCULO

T"0.

DISE)O

PARA

LAS

OBRAS

!,#9.9 # 35!.54


#recipitaciones 5áximas en <6 oras )on los datos de precipitaciones máximas en <6 horas en la estación 5olinos 1)uadro Bo 792, para di$erentes periodos% los cuales $ueron ajustados a la distribución teórica #earson, 'og #earson 4ipo +++ y 0umbel, com*nmente usadas en estudios hidrológicos. 'a distribución que presentó mejor ajuste a los datos históricos $ue 'og #earson 4ipo +++, por presentar menor error, cuyo ajuste de las precipitaciones máximas de <6 horas de la estación 5olinos se encuentra las precipitaciones máximas para di$erentes períodos de retorno tabuladas se encuentra en el cuadro BD 7>, que siendo necesario realizar el ajuste de las precipitaciones totales mensuales con la $inalidad de calcular las intensidades máximas para di$erentes períodos de retorno tanto para las máximas de <6 horas y los datos de promedios mensuales en la estación escogida.

C U A D R O N=  A;USTE DE LAS PRECIPITACIONES MÁJIMAS EN + HORAS ESTACION MOLINOS P72F + L"g P L"g P J+ J N= DE ORDEN K! Me'$ 77 J 8 < 9 6 >  = : ; 87 88 8<

<<9.6 <87.: <7;.6 8;=.= 8;=.> 8;<.> 8;7.7 8=.: 8=.8 8.= 86.; 86.<

<.96;< <.9<67 <.9<88 <.<;7 <.<;>= <.<:66 <.<=:= <.<6=> <.<6>: <.<<<7 <.<8=9 <.<8>6

7.88<9 7.7:=8 7.7:6< 7.7>;8 7.7>:: 7.76=> 7.768: 7.787 7.77:; !7.786; !7.78; !7.7<8>

7.78< 7.77= 7.77=8 7.779> 7.779> 7.77<9 7.778= 7.7778 7.7778 7.777< 7.7776 7.777>

7.7786 7.777= 7.777 7.777< 7.777< 7.7778 7.7778 7.7777 7.7777 7.7777 7.7777 7.7777


89 86 8> 8 8=

86.6 86<.: 868.8 89;.; 897.<

<.8>= <.8>6= <.86; <.86>= <.886 9:.7<=9

"umatoria B*mero de datos 5edia

!7.7=8< !7.7:<< !7.7:=9 !7.7;8< !7.8<<9 7.7777 esviación

8=

H H

Estándar

<.<9= Elaboración- Equipo de Estudio idrológico.

7.7=8=

H

"esgo

!7.7776 !7.777 !7.777= !7.777: !7.778: !7.777;

7.77>8 7.77: 7.77= 7.77:9 7.78>7 7.7:<<

H

!7.8:

En el cuadro BD 76 tenemos los parámetros calculados del periodo de retorno y la precipitación máxima en <6 horas mediante el m(todo de 'og #earson 4ipo +++, m(todo más apropiado por tener mejor ajuste para la región donde se realiza el estudio.

C U A D R O N=  PRECIPITACIONES MAJIMAS EN + HORAS UCHIZA METODO LOG PEARSON TIPO III 'og # H 5edia I ,esv. Est.JF PERIODO DE RETORNO 4r

PROBABILIDAD

ACTOR DE

L"g P

RECUENCIA F

ERROR

P72F

ESTANDAR 1mm2

mm

< 7.> !7.7<9 > 7.: 7.:9; 87 7.; 8.<;;7 <> 7.; 8.=>: >7 7.;: <.7;:7 877 7.;; <.9;> Elaboración- Equipo de Estudio idrológico.

<.<9>9 <.<;=7 <.9977 <.9<; <.9:=9 <.67:

8=8.; 8;:.< <89.: <97. <69.; <>.<

C U A D R O N= ? A;USTE DE LAS PRECIPITACIONES TOTAL MENSUAL ESTACION MOLINOS K<

K9

0.2448

0.0599

0.0147

2.6769

0.1277

0.0163

0.0021

2.6592

0.1100

0.0121

0.0013

BD E LMEB

#máx <6 hr mm

'og #

8 < 9

622.2

2.7939

475.2 456.2

'og # ! 5edia K


6 >  = : ; 87 88 8< 89 86 8> 8 8=

415.0

2.6180

0.0689

0.0047

0.0003

393.7

2.5952

0.0460

0.0021

0.0001

385.0

2.5855

0.0363

0.0013

0.0000

361.0

2.5575

0.0083

0.0001

0.0000

358.1

2.5540

0.0048

0.0000

0.0000

340.9

2.5326

-0.0165

0.0003

0.0000

320.1

2.5053

-0.0439

0.0019

-0.0001

316.0

2.4997

-0.0495

0.0024

-0.0001

315.4

2.4989

-0.0503

0.0025

-0.0001

310.3

2.4918

-0.0574

0.0033

-0.0002

303.2

2.4817

-0.0674

0.0045

-0.0003

298.1

2.4744

-0.0748

0.0056

-0.0004

266.1

2.4250

-0.1241

0.0154

-0.0019

243.4

2.3863

-0.1628

0.0265

-0.0043

43.3358

0.0000

0.1591

0.0111

S%7$0"!'$ B*mero de datos H 5edia

H

8= esviación Estandar H 7.7;;= <.>6;< "esgo H 7.=;7

Elaboración- Equipo de Estudio idrológico.

C U A D R O N=  #ME)+#+4)+LBE" 4L4' 5EB"3' 5E4LL 'L0 #EM"LB 4+#L +++ 'og # H 5edia I esv. Est.JF #EM+LL E ME4LMBL 4r < > 87 <> >7 877

#MLNN+'+

A)4LM E AME)3EB)+ F

7.> !7.78<7 7.: 7.:68 7.; 8.<;9 7.; 8.=>> 7.;: <.778 7.;; <.9:> Elaboración- Equipo de Estudio idrológico.

'og #

#máx 1mm2 mm

2.5480 2.6330 2.6781 2.7242 2.7487 2.7870

EMMLM E"4BM 1mm2

353.2 429.6 476.6 529.9 560.7 612.4

.+. PRECIPITACIN GENERADO EN EL PUNTO DE CAPTACION. 'as áreas de las 5icrocuencas de )aptación que abarcan desde el naciente de los cerros de cotas de 9777 a 977 msnm. Especí$icamente de donde escurre sus aguas, que no cuentan con


registros de caudales, ni registros de precipitación y esto permita determinar directamente la escorrentía de la microcuenca de drenaje, y la generación de precipitaciones. Esta situación conduce a estimar parámetros en base a las precipitaciones que suceden en cuencas vecinas, más cercanas ó similares. #or este motivo los registros de precipitación son analizados para probar su bondad y consistencia. 'os valores mensuales de precipitación de las estaciones anteriormente mencionadas, se muestran en el anexo. El tratamiento de la in$ormación se ha realizado entre $ases que se detallan a continuación.

4omando como base a la relación existente entre la altitud y la precipitación media anual, se determinaron los valores de precipitación anual que permitieron estimar la precipitación media en cada microcuenca de acuerdo a la altitud media calculada para la microcuenca #ara ello demostramos primero el cuadro BD 7: donde muestra las intensidades máximas en mm/hora caídas en el punto de captación.

.. INTENSIDAD DE LLUVIAS #ara la determinación de estos parámetros es necesario contar con registros de precipitación máxima en la 5icrocuenca pero por no contar con parámetros meteorológicos se escogió la estación 5olinos por ser la más cercana y tener las mismas características geomor$ológicos.


'a intensidad máxima horaria ha sido estimada a partir de la precipitación máxima en <6 horas y la precipitación máxima mensual para el mismo periodo de retorno, registrada en la estación de 5olinos. 'a intensidad en $orma general puede ser representada por la siguiente relación-

i =

k d

n

ondei

!

intensidad en mm/hora

d

!

duración de la lluvia

?yn

!

parámetros que dependen de la zona.

#ara el presente caso se van a estimar los parámetros ? y n para periodos de retorno de <, 87, <>, >7, 877 a&os. Para Tr = 2 k /24n k /720n Resolviendo si!l"aneaen"e 1 # 2 30n n k Para Tr = 5 k /24n k /720n 30n n k

= =

9.40 (1) 0.32 (2)

= = =

29.39 0.994 221.281

= = = = =

13.28 (1) 0.45 (2) 29.76 0.998 316.234

= = = =

16.15 (1) 0.53 (2) 30.28 1.003

Para Tr = 10 k /24n k /720n 30n n


k

=

391.069

k /24n k /720n 30n n k

= = = = =

20.15 (1) 0.65 (2) 31.13 1.011 500.554

k /24n k /720n 30n n k

= = = = =

23.42 (1) 0.73 (2) 31.88 1.018 594.798

k /24n k /720n 30n n k

= = = = =

26.93 (1) 0.82 (2) 32.67 1.025 699.815

Para Tr = 25

Para Tr = 50

Para Tr = 100

#ara el cálculo del tiempo de concentración se utiliza la siguiente ecuación de Firpich CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACION :

T$ = 0.0195%&0.77 3

'onde  = lon*i"!d del $a!$e +rin$i+al (&,) =  = desnivel () =

1/2

& = ( %)

&= T$ =

12.51 0.14 oras

CALCULO DE LA INTENSIDAD MAXIMA

i2 i5 i10 i25 i50 i100

= = = = = =

1602.334 2306.760 2881.870 3748.585 3801.083 5391.241

1.65 34.85


Ainalmente las intensidades máximas caídas en una hora para di$erentes periodos de retorno y un tiempo de concentración es de 'a 5icrocuenca de )aptación la concentración es estimado por el m(todo de Firpich son analizados

C%$!" N= > INTENSIDADES MAXIMAS Tr

P. Max. 24 Hr

P. Max. Mes

mm

mm

n

k

i mm!"ra

2

225.6

230.2

0.994

221.281

1602.33

5

318.6

321.2

0.998

316.234

2306.76

10

387.6

384.0

1.003

391.069

2881.87

25

483.6

466.0

1.011

500.554

3748.59

50

562.0

528.9

1.018

500.554

3801.08

100

646.2

593.4

1.025

699.815

5391.24

En el cuadro BC 7: se muestra los valores de las intensidades calculadas para di$erentes periodos de retorno, como los parámetros de OnP y O?P con la metodología elegida para la zona en estudio. .. COEICIENTES DE ESCORRENTA. El coe$iciente de escurrimiento es un parámetro que representa la porción de precipitación anual que escurre en las áreas de la microcuenca con respecto a la vegetación y suelo completamente


h*medo nombradas para determinar el caudal de alimentación durante los meses del a&o y así contar con una de las variables muy importantes para el caudal de dise&o. 'as zonas de vida y provincias de humedad presentes en la zona de la microcuenca se presenta en el cuadro Bo 7;.

CUADRO N=  CALCULO DEL COEICIENTE DE ESCORRENTIA EN LA MICROCUENCA DE CAPTACION PROVINCIA

ZONA DE

DE HUMEDAD

VIDA

Nosque h*medo #re5ontano 4rop Nh!#54 Nosque h*medo 5ontano Najo 4rop bh!5N4

PESO

7.7 7.67 8.77

COEICIENTE

COEICIENTE

PROMEDIO

PONDERADO

7.=> 7.:> 7.:7

7.6> 7.96 7.=; 7.:> 7.=

Aactor de corrección regional )oe$iciente de escorrentia corregido Auente- Qonas de vida de oldridge, publicaciones de la Ex LBEMB.

e acuerdo al m(todo de zonas de vida de oldridge, publicado por la ex LBEMB, en el +nventario y Evaluación Bacional de guas "uper$iciales, les corresponde a estas provincias de humedad tiene un valor de promedio ponderado de 7.=; y luego de operar con un $actor de corrección el coe$iciente de escorrentía $inalmente es de 7.=. .. ESTIMACION DE LA DESCARGA MEDIA El escurrimiento super$icial de la micro cuenca se origina por las precipitaciones pluviales que ocurre durante el a&o. #ara determinar las descargas disponibles en el punto de inter(s ó puntos de control,


se ha empleado el modelo matemático de trans$ormación de lluvias en escorrentía sustentado en el balance hídrico y en un proceso mar?oviano. 'a expresión generalizada que permite la generación de descarga esQt

=

B1

+

B2 * Qt 1 + B3 * PE t −

+

S * 1 − R 2

+

Z t

ondeQt

!

)audal en el mes t

Qt −1

!

)audal en el mes anterior

PE t

!

#recipitación e$ectiva en el mes t

Z t

!

ariable aleatoria de distribución normal 17,82

R

!

)oe$iciente de correlación.

S

!

esviación estándar.

B1 , B2 , B3

!

)oe$icientes

El paso más importante consiste en calibrar los valores de los coe$icientes N8, N<, N9, " y M, los mismos que se obtienen a partir de una regresión m*ltiple donde la variable dependiente es el caudal medio escurrido en el mes presente Rt y las variables independientes son- el caudal medio escurrido en el mes anterior R t! y la precipitación media e$ectiva del mes presente #E t

8

'os valores para la variable aleatoria se pueden tomar de una tabla o como en el presente caso generarlos con el auxilio de la computadora, la *nica condición que deben cumplir es que se ajusten a la distribución normal, con media igual a cero y desviación estándar igual a uno B 17,82.


)uando no se cuenta con in$ormación de descargas en las subcuencas y tan solo se tiene rendimientos re$erenciales, como en el presente caso, se puede calibrar el modelo aprovechando algunas similitudes con otras subcuencas. El coe$iciente de escurrimiento es un parámetro que representa la porción de precipitación anual que escurre en una 5icrocuenca dada. En el presente caso se ha tomado el valor de 7.=. 'a alimentación de la retención ocurre con mayor incidencia entre octubre y marzo. 4omando en cuenta la distribución de la lluvia registrada durante el a&o en la región, la alimentación sería constante en los meses de enero a marzo sin embargo no se puede considerar que los valores porcentuales de retención permanezcan constantes sino, que estos se van saturando, por consiguiente se adopta la distribución siguiente :

5eses ai , G

Lctubre 87

Boviembre iciembre Enero <7 <7 <7

Aebrero <7

5arzo 87

ondeai ! distribución porcentual de los meses de mayor incidencia de lluvias. )on estas re$erencias se procede a determinar los principales componentes del balance hídrico a nivel mensual. 'os componentes del modelo son-


Cm i

=

P i − Di

−

Gi

−

Ai

ondeCmi

!

Escurrimiento mensual 1mm./mes2

P i

!

#recipitación total mensual 1mm./mes2

Gi

!

0asto de la retención 1mm./mes2

Ai

!

bastecimiento de la retención 1mm./mes2

Di

!

($icit de escurrimiento 1mm./mes2.

urante el a&o hidrológico la retención no cambia, el agua almacenada en el periodo h*medo es liberada en el estiaje, por lo tanto i H 0i y la expresión 1# i@i2 puede ser sustituida por 1)J#2. 'os cálculos han sido realizados con la ayuda de un programa que permite obtener los resultados en $orma automatizada mediante una computadora, sin embargo a manera de ejemplo, se muestra el cálculo para el a&o promedio. # H <,<==.= mm./a&o

) H 7.=

onde#

!

#recipitación anual promedio

)

!

)oe$iciente de escorrentía.

Esta lámina se trata de distribuir mes a mes tomando en cuenta los componentes del balance hídrico mensual, el proceso va resumido para 'a 5icrocuenca de )aptación durante los meses del a&o. #ara tener conocimiento el potencial hídrico solamente considerado de 'a 5icrocuenca de )aptación en lo que concierne a todas las microcuenca que lo componen, donde podrán escurrir sus aguas durante los meses de invierno y dise&ar las estructuras necesarias.


$. P!e1'5'0$1'6n e3e10'#$ #recipitación e$ectiva desde el punto de vista hidrológico, es aquella que realmente produce el escurrimiento luego de satis$acer los requerimientos de los cultivos y las p(rdidas por evaporación, .cuyos datos resultantes promedios mensuales de precipitación e$ectiva a los siguientes microcuencas.

CUADRO N=  PRECIPITACIN EECTIVA MICROCUENCA DE CAPTACION

SL #romedio # 1=>G2

EBEML

AENMEM L

5MQL

178.54 157.06 156.91 120.60 108.16 101.86

NM+'

5TL

87.02 25.55 57.54 12.03

U3B+L

U3'+L

34.85 21.84 20.56 11.48

0L"4L "E4+E5NME L)43NME BL+E5NME +)+E5NME

24.56 18.51

57.41 38.41

81.64 48.76

83.12 57.38

121.40 72.76

4L4'

1029.90 792.79

Re0en1'6n e ("9 $(7$1ene9 K/!'1"9

#ara e$ectos de calcular la retención de las subcuencas que es justamente la que abastece en el periodo de estiaje, se ha utilizado la siguiente expresión-

RET =

Acuif * (−7.5 * I + 315) + 5 * ( Lag + Nev ) Ac

onde-

CALCULO DE LOS ALMACENES HIDRICOS

RT = $!i%(-7.5%  315)  5%(a*.  ev.)/rea de la !en$a $!i = $!eros = a* = a*!nas = ev. = evados = rea de la !en$a =  = Pendien"e del $!i. =

0.01 &,2 0.04 &,2 0.0 &,2 14.55 &,2 17.26 

75.5


RT =

0.14 /ao

COE#ICIENTE DE AGOTAMIENTO

a* = -0.00252%n(rea de la !en$a)  0.034 a*o". =

0.03

b. )oe$iciente de agotamiento 'a retención de la 5icrocuenca es almacenada en los depósitos hídricos en el periodo de lluvia seg*n la distribución mensual adoptada anteriormente. #ara que pueda existir el balance hídrico al $in del a&o hidrológico, (sta retención debe abastecer de agua a las Vreas de +rrigación en la (poca de estiaje% donde su distribución estacional se realiza siguiendo la curva exponencial que es representada por el coe$iciente de agotamiento. El modelo utilizado plantea cuatro $ormulas empíricas para estimar este coe$iciente, para una temperatura mayor a 87C ) le corresponde un agotamiento muy rápido, esto esCOE#ICIENTE DE AGOTAMIENTO

a* = -0.00252%n(rea de la !en$a)  0.034 a*o". =

0.03

CALCULO DE B'

:i = e;(-a*<30) =

0.442 0.195 0.086 0.038


0.017 0.007 0.003

Este coe$iciente está vinculado con otro que es la relación que existe entre la descarga del mes y la del mes anterior con la siguiente expresión. bo

=

e

( Cag *30 ) −

urante la estación seca, la lámina escurrida disminuye mes a mes hasta agotarse, en la relación-

i!

5eses de estiaje

C 1 C 0

=

b0

i

18, <, 9, 6, >, ,2.

c. porte y abastecimiento de la retención 3na vez establecidos estos parámetros y calculados sus valores, se procede a calcular la lámina escurrida para cada mes. En el periodo de estiaje existirá aporte de la retención, este se calcula para cada mes con la siguiente expresión-

Gi

=

RET * b0

i

∑b

0

En la (poca de lluvias se presenta el abastecimiento de los almacenes que se calcula con la ecuación-

Ai

=

CALCULO DEL GASTO $ Gi $ RET%&i'nS(ma&i

ai * RET 100


n= 123456 i =

0.079 0.035 0.015 0.007 0.003 0.001

. L27'n$ e91%!!'$ 7en9%$(7en0e Ainalmente la lámina escurrida mensualmente se calcula con la siguiente relaciónCmi

=

Pei + Gi − Ai

ondeCmi

!

'ámina escurrida mensualmente.

Pei

!

#recipitación e$ectiva mensual.

Ai

!

limentación mensual.

Gi

!

0asto mensual.

'os valores mensuales se encuentran en el )uadro BC 7;

e.

eterminación de coe$icientes 3na vez calculadas las láminas escurridas mes a mes y contando con las precipitaciones e$ectivas, se realiza el análisis de regresión tomando como variable dependiente la lámina escurrida en el mes presente y como variables independientes la


lámina escurrida en el mes anterior y la precipitación e$ectiva del mes presente% esta regresión m*ltiple da como resultado, C"e3'1'en0e9 V$("!e9 "80en'"9

I.

B 0.03359984

B+ 0.0009

B 0.99881672

R 0.99999993

S 0.02817682

GENERACIN DE CAUDALES 3tilizando las precipitaciones generadas cuadros BC 7 del anexo, en cada microcuenca, se ha procedido a la generación de caudales para el periodo de registros con que contaban cada uno de las estaciones ya asumido como valor inicial para comenzar la generación, el caudal correspondiente a los meses del a&o, tambi(n muestran los valores de precipitación e$ectiva, obteni(ndose para el mes de gosto el mínimo caudal de la 5icrocuenca de )aptación se tiene 7.899 m9/sg. $. ;%90'3'1$1'6n e %0'('$1'6n e( 7"e("

En el Estudio +nventario y Evaluación Bacional de guas "uper$iciales, elaborado por la ex LBEMB, se determina el escurrimiento super$icial medio anual para todo el #aís, mediante Qonas de escurrimiento de$inidas en base a Qonas de ida. #ara la región donde se ubican las presentes microcuencas, se calcula el escurrimiento super$icial medio anual.

Estos resultados como lo explican en el estudio antes mencionado, corresponden a un nivel de plani$icación y por lo tanto son conservadores.


)on estos resultados se planteo una relación lineal entre el caudal vs. Vrea, encontrándose la siguiente expresión, ver justi$icación de utilización del modelo en el anexo del recurso hídrico. e acuerdo al modelo utilizado en el presente estudio, se ha calculado para la 5icrocuenca de )aptación un escurrimiento medio anual de 7.>;9 m9/ seg.

Escu!!imiento #edio Anua"

Esco!!entia Anua" =

Escuimiento Medio Anual =

Nme!o de meses

7.91171 12

=

0.6593095 m 3 / sg

#or otro lado en la microcuenca mencionada no existen datos de caudales que permitan calibrar el modelo empleado, con las demás microcuencas establecidas en el cuadro Bo 76 del anexo, que son muy cercanas a ella. #or lo que tenemos la grá$ica del modelo .

GRÁICO N= 


#ersistencia de la descarga En el cuadro BD 7= del anexo se muestran los caudales disponibles al =>G de persistencia. 'os caudales disponibles se obtuvieron utilizando la ecuación ver en el anexo adjuntoQ * 75"

=

Q $!om

−

0.67!5 * SD

onde!

SD

7.=6>

!

esviación estándar

alor de la normal para el nivel de persistencia del =>G

LOS CAUDALES GENERADOS SERAN:


Estos caudales generados a partir de los datos de precipitación con di$erentes períodos históricos tabulados su consistencia con las estaciones que se mencionan son aguas corrientes las que escurren por cauces naturales especialmente de la 5icrocuenca de )aptación.

De91$!g$9 5$!$ ($ M'1!"1%en1$ e C$50$1'6n. .. CAUDALES MÁJIMOS. 'a descarga máxima para las respectivas 5icrocuencas se determinó mediante la $órmula de 5ac 5ath, cuya expresión es la siguiente-

Q ma#

=

C * P * Ac 0.5$ * I 0.!2 1000

ondeQ ma#

! escarga máx. para un tiempo de retorno 4, 1m9/s2

P

! #recipitación máx.para un tiempo de retorno 4, 1mm.2

C

! )oe$iciente de escorrentía.

Ac

! Vrea de la 5icro cuenca 1 ha.2

I

! #endiente media del cauce 1m/?m.2

Esta $órmula considera la precipitación como la causa directa de la máxima avenida y toma en cuenta las características $ísicas de la 5icrocuenca que tienen decisiva in$luencia en la magnitud de las descargas como el área y al pendiente media del cauce principal. simismo involucra un coe$iciente de escorrentía máximo que para


el presente caso se obtuvo en $unción de las características ecológicas. 'a precipitación máxima para un periodo de retorno 4, $ue calculada mediante un análisis de $recuencia de las #recipitaciones 5áximas en <6 horas de la estación de 5olinos.

CUADRO N" + CAUDALES MAJIMOS DE LA MICROCUENCA COLECTORA PERIODO DE RETORNO

COEICIENTE DE ESCORRENTIA

87 7.9= <> 7.9= >7 7.9= Elaboración- Equipo de Estudio idrológico.

P7$F + K!

AREA

77

H$

98:. 9:=. 6:9.>

99.99 99.99 99.99

PENDIENTE CAUDAL MAJIMA 77 79eg 7.9>: 7.9>: 7.9>:

)')3'L E' )3' 5K+5L Rmax H )x#xW7,>:x+W7,6
1Aormula de 5ac 5ath2

ondeRmax H escarga máxima para un tiempo d eretorno 4, 1m9/seg2 # H #recipitación máxima para un tiempo de retorno 4, 1mm2 ) H )oe$iciente de escorrentia que depende del tipo de suelo  H rea de la microcuenca, 1a2 + H #endiente media del cauce, 1m/?m2

'as descargas máximas calculadas por el 5(todo de 5ac 5ath, se muestran-

<.<6 <.=< 9.9;

1ra Parte Oferta Estudio Hidrologico Carpish

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